TIẾT 31 32 CHUYỂN ĐỘNG RƠI TỰ DO Ngày soạn Ngày giảng 31102022 27102022 Lớp 10A7 Số tiết 2 I MỤC TIÊU 1 Kiến thức Củng cố kiến thức về chuyển động ném ngang 2 Mức độ cần đạt Vận dụng thấp, vận dụn.Giáo án dạy thêm vật lí 10, soạn theo sách KNTT chuẩn, tài liệu được biên soạn và đã qua giảng dạy, được soạn bám sát theo sách KNTT, bao gồm các bài tập mục đích yêu cầu chuẩn, thày cô có thể sử dụng cho dạy thêm của mình
31-32 CHUYỂN ĐỘNG RƠI TỰ DO TIẾT Ngày soạn Ngày giảng 31/10/2022 27/10/2022 Lớp 10A7 Số tiết I MỤC TIÊU Kiến thức: - Củng cố kiến thức chuyển động ném ngang Mức độ cần đạt: - Vận dụng thấp, vận dụng cao II NỘI DUNG KIẾN THỨC: Kiến thức trọng tâm: Trong chuyển động ném xiên có α = 00 có chuyển động ném ngang r - Xét chuyển động vật ném với vận tốc ban đầu v theo phương nằm ngang ( trọng trường coi bỏ qua lực cản khơng khí) Chọn hệ trục tọa độ x0y: M phân tích thành chuyển động Mx, My r v Gốc vị trí ném; trục 0x theo hướng vận tốc đầu ; trục 0y thẳng đứng hướng xuống Mx theo phương 0x: ax= ; vx= v0 ; PT chuyển động x= v0t (chuyển động Mx thẳng đều) My theo phương 0y: ay= g ; vy= gt ; PT chuyển động y= gt2/2 (3.7) (My rơi tự do.) g y x2 2v0 Phương trình quỹ đạo vật: (3.8) Tầm bay xa (L): Khi chạm đất y = h t 2h g xmax= = L = v0 (3.9) Vận dụng kiến thức: - Phương pháp giải dạng + Xây dựng hệ trục tọa độ x0y phù hợp + Phân tích chuyển động theo hai trục 0x ,0y, viết phương trình vận tốc theo hai 0x, 0y + Viết phương trình chuyển động theo trục 0x, 0y phương trình quỹ đạo + Dựa vào yêu cầu đầu dùng kiến thức liên quan để lập phương trình tìm kết - Lưu ý: + Giá trị ay phụ thuộc vào việc chọn chiều dương trục 0y Trục 0y hướng thẳng đứng từ xuống ay = +g vy > Trục 0y hướng thẳng đứng từ lên ay = -g vy < + Trong phương trình chuyển động theo trục 0y: y = y0 + ayt2/2 có giá trị y0 phụ thuộc vào việc chọn gốc toạ độ Nếu trục 0y hướng thẳng đứng xuống, gốc vị trí ném y0 = y = gt2/2 Nếu trục 0y hướng thẳng đứng lên, gốc mặt đất y0 = h y = h - gt2/2 + Khi tìm vận tốc vị trí quỹ đạo học sinh hay bị nhầm lẫn v = v0 Do vậy, đưa công r r r v v x v y v v 2x v 2y v0 (gt) thức vận tốc: (3.10) v v tan x v y g.t Từ hình (3.1) (3.11) v0 2gh Khi chạm đất cho t = tCĐ vào phương trình (3.10) vCĐ = - Ví dụ: Câu Chọn phát biểu đúng? Quỹ đạo chuyển động vật ném ngang A đường thẳng B đường tròn C đường hypebol D nhánh parapol Lời giải: Lưu ý: Theo dạng quỹ đạo phần lí thuyết nhánh Parapol khơng phải Parapol Câu Chọn đáp án Trong chuyển động ném ngang, chuyển động chất điểm phân tích thành A Chuyển động thẳng B Chuyển động thẳng biến đổi C Chuyển động rơi tự D Chuyển động thẳng theo chiều ngang, rơi tự theo phương thẳng đứng Lời giải: Phân tích chuyển động điểm M quỹ đạo thành chuyển động điểm: Mx chuyển động thẳng theo chiều ngang My rơi tự theo phương thẳng đứng Câu Hịn bi M có khối lượng lớn gấp đơi hịn bi N Cùng lúc từ độ cao h, bi M thả rơi tự bi N ném theo phương ngang Bỏ qua sức cản khơng khí Hãy cho biết câu đúng? A M chạm đất trước B M chạm đất sau C Cả hai chạm đất lúc D Chưa đủ thông tin để trả lời Lời giải: Phân tích chuyển động điểm M quỹ đạo thành chuyển động điểm: M x chuyển động thẳng theo chiều ngang My rơi tự theo phương thẳng đứng Nếu Bỏ qua lực cản thời gian rơi khơng phụ thuộc vào khối lượng Câu Cơng thức tính tầm ném xa vật ném ngang từ độ cao h so với mặt đất là: A B C D Lời giải: t CD 2h g h = gt2/2 Theo công thức ném ngang: xmax = v0.tCĐ = Câu Cơng thức tính thời gian chuyển động vật ném ngang cao h so với mặt đất là: A B C D Lời giải: t CD 2h g Khi chạm đất h = gt2/2 Câu Một vật ném ngang từ độ cao 5m, tầm xa vật đạt 2m Lấy g =10 m/s 2.Vận tốc ban đầu vật A 10 m/s B 2,5 m/s C m/s D m/s Lời giải: h = gt /2 t CD 2h g Công thức ném ngang: xmax = v0.tCĐ = L v0 2h g v0 L g 2h = m/s r v Câu Một vật ném theo phương ngang với vận tốc từ độ cao h so với mặt đất Chọn hệ trục toạ độ Oxy cho gốc O trùng với vị trí ném, Ox theo phương vận tốc ban đầu, Oy hướng thẳng đứng xuống dưới, gốc thời gian lúc ném Độ lớn vận tốc vật thời điểm t xác định biểu thức: A v v0 gt B v v02 g t C Lời giải: v v gt D v gt r r r v v x v y v v 2x v 2y v (gt) vận tốc điểm bất kì: Câu Một vật ném theo phương ngang với tốc độ v = 10m/s từ độ cao h so với mặt đất Chọn hệ r trục toạ độ Oxy cho gốc O trùng với vị trí ném, Ox theo chiều v0 , Oy hướng thẳng đứng xuống dưới, gốc thời gian lúc ném Cho với g = 10 m/s2 Phương trình quỹ đạo vật 2 B y 10t 10t C y 0, 05x D y 0,1x A y 10t 5t Lời giải: 2 2 y = gt /2 = g.x /(2v0 ) = 0,05 x Câu Một bóng ném theo phương ngang với vận tốc đầu có độ lớn v o = 20m/s từ độ cao 45m so với đất Hỏi tầm bay xa (theo phương ngang) bóng bao nhiêu? Lấy g = 10m/s bỏ qua sức cản khơng khí A 30m B 45m C 60m D 90m Lời giải: L v0 2h g L = v0.tCĐ = = 60m Câu 10 Một viên bi sắt ném ngang từ độ cao 80m Sau 3s, vecto vận tốc hợp với phương ngang góc 450 Lấy g= 10m/s2 Góc hợp vecto vận tốc chạm đất với phương nằm ngang A 530 B 0,24 C 0,26 D 370 Lời giải: v v tan x v gt.tan 30m / s v y g.t t CD 2h g tan vx v0 g.t CD vy Khi chạm đất = 4s = ¾ suy 36,89 Câu 11 Bên cửa sổ ôtô chuyển động thẳng từ bên phải qua bên trái, hành khách thả cầu Trời khơng có gió Người nhìn thấy cầu rơi theo quỹ đạo ? Hình A A Hình B Hình B Hình C Hình D B Hình D C Hình A D Hình C Lời giải: Theo tính tương đối chuyển động cầu bị thả rơi xe (người) chuyển động theo phương ngang vận tốc Do đó, người ngồi xe nhìn thấy quỹ đạo vật hình B Lưu ý: Người đứng vỉa hè nhìn thấy quỹ đạo vật hình C vật bị thả rơi xe chuyển động theo phương ngang vận tốc sáng trái nên đường cầu bị ném ngang sang trái Câu 12 Một máy bay theo phương thẳng ngang với vận tốc v 1= 150m/s, độ cao 2km (so với mực nước biển) cắt bom công tàu chiến Máy bay tàu chiến chuyển động chiều.Tìm khoảng cách máy bay tàu chiến theo phương ngang để máy bay cắt bom rơi trúng đích tàu chạy với vận tốc v2= 20m/s A 260m B 400m C 140m D 300m Lời giải: Chọn gốc tọa độ vị trí ném vật, trục 0Y thẳng đứng hướng xuống, trục 0x nằm ngang chiều chuyển động 2h Khi bom rơi xuống chạm tàu chiến : y = gt2/2 = h Suy t = g =20s; x = v t 1 01 x2 = x02 + v02.t Có x1 = x2 Suy x02 = 260m Luyện tập: Câu (Sách GK KNTT) Một máy bay chở hàng bay ngang độ cao 490 m với vận tốc 100 m/s thả gói hàng cứu trợ xuống làng bị lũ lụt Lấy g = 9,8 m/s bỏ qua sức cản khơng khí a Sau gói hàng chạm đất b Tầm xa gói hàng c Xác định vận tốc gói hàng chạm đất Đáp số: a) 10 s; b) 1000 m; c) 140 m/s (hướng xuống dưới, hợp với phương ngang góc 44,40) Câu (Sách BT KNTT) Một viên đạn bắn theo phương nằm ngang từ súng đặt độ cao 45,0 m so với mặt đất Vận tốc viên đạn vừa khỏi nịng súng có độ lớn 250 m/s Lấy g = 9,8 m/s2 a Sau viên đạn chạm đất? b Viên đạn rơi xuống đất cách điểm bắn theo phương nằm ngang mét ? c Ngay trước chạm đất, vận tốc viên đạn có độ lớn ?Đáp số: a) s; b) 758 m; c) 252 m/s Câu (Sách BT CSTS) Một máy bay muốn thả hàng tiếp tế cho người leo núi bị cô lập Máy bay bay độ cao 235 m so với vị trí đứng người leo núi với tốc độ 250 km/h theo phương ngang Máy bay phải thả hàng tiếp tế vị trí cách người leo núi bao xa để họ nhận hàng? Lấy g = 9,8 m/s2 bỏ qua lực cản khơng khí Đáp số: 481 m Câu (Sách BT KNTT) Một vật ném theo phương nằm ngang từ độ cao 4,9 m có tầm xa mặt đất L = m Lấy g = 9,8 m/s2 a Tính tốc độ ban đầu b Xác định vận tốc vật trước chạm đất c Chứng minh quỹ đạo chuyển động ném ngang nhánh parabol Đáp số: a) m/s; b) 11 m/s (hướng xuống dưới, hợp với phương nằm ngang góc 630) Câu (SGK CTST) Một vận động biên ném bóng chày với tốc độ 90 km/h từ độ cao 1,75 m Giả sử bóng chày ném theo phương ngang, lực cản khơng khí khơng đáng kể lấy g = 9,8 m/s2 a.Viết phương trình chuyển động bóng chày theo hai trục Ox, Oy b Quả bóng chày đạt tầm xa ? c Tính tốc độ trước chạm đất Đáp số: a) Chọn gốc tọa độ O vị trí ném, trục hồnh Ox hướng theo vận tốc ban đầu vật ném, trục tung Oy hướng xuống Phương trình chuyển động hai trục Ox, Oy là: x 25t ; y 4,9t (x, y tính theo mét, t tính theo giây) Câu (Sách BT Cánh Diều) Một bóng ném với tốc độ 8,2 m/s theo phương ngang từ đỉnh tòa nhà hình vẽ Mặt bên tịa nhà thẳng đứng Tại điểm Đ đường mình, bóng cách mặt bên tịa nhà khoảng x, có vận tốc hợp với phương ngang góc 600 Bỏ qua lực cản khơng khí Đối với bóng điểm xét Lấy g = 9,81 m/s Hãy xác định: a Độ lớn thành phần thẳng đứng vận tốc b Khoảng cách mà bóng rơi theo phương thẳng đứng c Khoảng cách x theo phương nằm ngang Đáp số: a) 14,2 m/s; b) 10,3 m; c)11,9 m; TIẾT 33-34 CHUYỂN ĐỘNG NÉM NGANG Ngày soạn Ngày giảng 01/11/2022 27/10/2022 Lớp 10A7 Số tiết I MỤC TIÊU Kiến thức: Các kiến thức chuyển động ném xiên Mức độ cần đạt: Vận dụng thấp, vận dụng cao II NỘI DUNG KIẾN THỨC: Kiến thức trọng tâm: r v - Xét chuyển động vật ném lên với vận tốc ban đầu hợp với phương nằm ngang góc α ( trọng trường coi bỏ qua lực cản khơng khí) Chọn hệ trục tọa độ x0y hình vẽ, gốc thời gian lúc ném vật, gốc tọa độ vị trí ném Điểm M quỹ đạo phân tích thành chuyển động theo hệ trục Mx My r v * Chuyển động Mx theo phương 0x (0x nằm ngang theo chiều vận tốc đầu ) y ax= (chuyển động thẳng đều) K ym vx = v0x = v0cosα ax Phương trình chuyển động: x = v0.cosα.t (3.1) My * Chuyển động My theo phương 0y (chọn 0y thẳng đứng hướng lên) ay= -g chuyển động thẳng biến đổi x vy = v0.sinα – gt (3.2) Mx Đ Phương trình chuyển động: y v0 sin .t g.t 2 Hình 3.1 (3.3) g.x y tan .x 2v0 cos (3.4) * Phương trình quỹ đạo vật: Quỹ đạo chuyển động vật ném xiên parabol v sin t1 g * Tầm bay cao: Ở vị trí cao vy = = v0.sinα – gt Thay vào phương trình (3.3) ta H v02 sin 2g (3.5) * Tầm bay xa (L): có từ phương trình (3.3) cho y = tìm t2 2v0 sin g v 02 sin 2 g (3.6) Vận dụng kiến thức: A PHƯƠNG PHÁP - Phương pháp giải dạng + Xây dựng hệ trục tọa độ x0y phù hợp + Phân tích chuyển động theo hai trục 0x ,0y, viết phương trình vận tốc theo hai 0x, 0y + Viết phương trình chuyển động theo trục 0x, 0y phương trình quỹ đạo L x max + Dựa vào yêu cầu đầu dùng kiến thức liên quan để lập phương trình tìm kết - Lưu ý: + Giá trị ay phụ thuộc vào việc chọn chiều dương trục 0y (tương tự chuyển động ném ngang) + Trong phương trình chuyển động theo trục 0y: y = y0 + v0.sinα.t + ayt2/2 có giá trị y0 phụ thuộc vào việc chọn gốc toạ độ Chọn 0y hướng thẳng đứng lên Nếu gốc vị trí ném, vật ném từ mặt đất y0 = y = v0.sinα.t - gt2/2 Nếu gốc mặt đất, vật ném từ độ cao h so mặt đất y0 = h y = h + v0.sinα.t - gt2/2 + Khi tìm độ cao cực đại cho vy = tìm t thay vào phương trình y = hmax Khi tìm thời gian rơi cho y = tìm t (thường chọn gốc đất) + Khi tìm vận tốc vị trí quỹ đạo học sinh hay bị nhầm lẫn v = v0 Do vậy, đưa công r r r v v x v y v v 2x v 2y (v 0cos) (v 0sin gt) thức vận tốc: (3.11) v v0 cos tan x v0sin gt vy Từ hình (3.1) (3.12) Khi chạm đất cho t = tCĐ vào phương trình (3.11) B BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu Chọn đáp án Trong chuyển động ném xiên góc α so với phương ngang từ mặt đất, chuyển động chất điểm phân tích A Chuyển động thẳng thẳng đứng B Chuyển động thẳng biến đổi phương ngang C Chuyển động rơi tự thẳng đứng D Chuyển động thẳng theo phương ngang, thẳng biến đổi theo phương thẳng đứng Lời giải: Phân tích chuyển động điểm M quỹ đạo thành chuyển động điểm: M x chuyển động thẳng theo phương ngang My thẳng biến đổi theo phương thẳng đứng Câu Vật ném xiên góc α so với phương ngang từ mặt đất, với vận tốc đầu v Cơng thức tính thời gian chuyển động từ lúc ném tới độ cao cực đại v sin v c os 2v sin 2v c os t t t t g g g g A B C D Lời giải: v sin t1 g Ở vị trí cao vy = v0.sinα – gt = Câu Vật ném xiên góc α so với phương ngang từ mặt đất, với vận tốc đầu v Công thức tính thời gian chuyển động từ lúc ném tới chạm đất v sin v c os 2v sin 2v c os t t t t g g g g A B C D Lời giải: 2v sin g.t t2 y v sin .t g = tìm cho Câu Vật ném xiên góc α so với phương ngang từ mặt đất, với vận tốc đầu v Quãng đường theo phương ngang từ ném (tầm xa) chạm đất v02 sin v02 cos v02 sin 2 v 02 co s 2 S S S S g g g g A B C D Lời giải: v0 sin t1 g Ở vị trí cao vy = v0.sinα – gt = thay vào phương trình 2 g.t H v0 sin y v0 sin .t 2g = Câu Chọn phát biểu Quỹ đạo chuyển động vật ném xiên từ mặt đất A đường thẳng B đường tròn C đường hypebol D Đường parapol Lời giải: Theo dạng quỹ đạo phần lí thuyết đường Parapol khơng phải nhánh Parapol Câu Một người ném vật xiên góc 450 so với phương ngang từ mặt đất, với vận tốc đầu 25 m/s Lấy g = 10m/s2 Tính vận tốc vật sau ném 1,2s A 17,68 m/s B 5,68 m/s C 18,57 m/s D 25 m/s Lời giải: v sin t1 g Ở vị trí cao vy = v0.sinα – gt = = 1,77s t = 1,2 s vật chưa đến độ cao cực đại vx = v0cosα = 17,68 m/s v v 2x v 2y vy = v0sinα - gt = 5,68 m/s Suy = 18,57 m/s Câu Từ mặt đất, vật ném chếch lên với véc tơ vận tốc đầu 20m/s hợp với phương nằm ngang góc 300 Tính thời gian từ lúc ném đến lúc vật chạm đất A 4s B 6s C 8s D 2s Lời giải: 2v0 sin t2 g Từ = 2s Câu Một đá ném từ độ cao 2,1 m so với mặt đất với góc ném = 450 so với mặt phẳng nằm ngang Hòn đá rơi đến đất cánh chỗ ném theo phương ngang khoảng 42 m Tìm vận tốc v đá ném? A 20 m/s B 10m/s C 40 m/s D 15 m/s Lời giải: Chọn gốc O mặt đất Trục Ox nằm ngang, trục Oy thẳng đứng hướng lên (qua điểm ném) Gốc thịi gian lúc ném hịn đá Các phương trình đá x = V0cos450.t (1) Vx = V0cos450 (3) y = H + V0sin 45 t − \f(1,2gt (2) Vy = V0sin450 - gt (4) Từ (1) t = Thế vào (2) ta được: y = H + tg450.x − (5) Tính vận tốc hịn đá ném v0 Khi đá rơi xuống đất y = 0, theo x = 42 m Do H + tg450.x − = = (thay số) = 20 m/s Câu Một vật ném lên từ mặt đất theo phương xiên góc α, điểm cao quỹ đạo vật có vận tốc nửa vận tốc ban đầu độ cao h0 =15m Lấy g = 10m/s2 Tính độ lớn vận tốc v0? A 20 m/s B 10m/s C 40 m/s D 15 m/s Lời giải: Chọn: Gốc O chỗ ném y * Hệ trục toạ độ xOy K ym * t = lúc ném Vận tốc điểm: ax Tại S: vy = My Mà vS = cosα = \f(1,2 α = 600 Và yS = v0 = = 20 m/s v = 10 Câu 10 Em bé ngồi sàn nhà ném viên bi lên bàn cao h = 1m với vận tốc o m/s.xĐể viên r Mx Đ v bi rơi xuống mặt bàn B xa mép bàn A véctơ vận tốc phải nghiêng với phương ngang g = 10 m/s2 góc Lấy α A 600 B 300 C 450 D 550 B A Lời giải: Để viên bi rơi xa mép bàn A quỹ đạo viên r v1 a bi phải sát A Gọi vận tốc A hợp AB góc mà 2v2 sin2a α ( ) AB = H g Coi ném từ A với tầm xa AB Để a Þ α1 = π / AB lớn sin(2 )=1 Þ cosa = Thành phần vận tốc nằm ngang vận tốc nhau: v0cosα = v1cosα1 v1 v0 cosa = O v1 v0 2 v12.sin2 a - (v0 sin a)2 = - 2gh Þ v1 = (v0 - 2gh Þ cosa = v20 - 2gh v0 = Suy α = 600 Luyện tập: Câu Từ mặt đất vật ném chếch lên với vận tốc ban đầu 20 m/s với phương nằm ngang góc 300 Lấy g = 10 m/s2 bỏ qua sức cản khơng khí Hãy tính: a.Thời gian từ lúc ném đến lúc vật chạm đất b Độ cao lớn (so với mặt đất) mà vật đạt tới c Tầm bay xa vật (khoảng cách từ hình chiếu điểm ném mặt đất đến điểm rơi) Đáp số: a) 2s; m; c) 34,6 m Câu (Sách BT KNTT) Hình bên vẽ quỹ đạo cầu lông đánh lên với vận tốc ban đầu v = 10 m/s độ cao m so với mặt đất Bỏ qua sức cản khơng khí lấy g = 9,8 m/s2 a Xác định góc α b Xác định vận tốc cầu vị trí B c Tính khoảng cách vị trí rơi chạm đất cầu vị trí đứng người đánh cầu Đáp số: a) 620; b) 4,7 m/s; c) 9,4 m PHẦN II TRẮC NGHIỆM Câu (Sách BT KNTT) Bi A có khối lượng lớn gấp lần bi B Tại lúc độ cao, bi A thả rơi bị B ném theo phương nằm ngang Nếu coi sức cản khơng khí khơng đáng kể A bi A rơi chạm đất trước bi B B bi A rơi chạm đất sau bi B C hai bi rơi chạm đất lúc với vận tốc D hai bi rơi chạm đất lúc với vận tốc khác Câu (Sách BT KNTT) Một bóng đặt mặt bàn truyền vận tốc theo phương nằm ngang Hình mơ tả quỹ đạo bóng rời khỏi mặt bàn? A.Hình b Câu Hình a Hình b B Hình a Hình c C Hình d Hình d D Hình c (Sách BT KNTT) Một vật ném từ độ cao H với vận tốc ban đầu v theo phương nằm ngang Nếu bỏ qua sức cản khơng khí tầm xa L A tăng lần v0 tăng lần B tăng lần H tăng lần C giảm lần H giảm lần D giảm lần v0 giảm lần Câu Chọn phát biểu sai? A Gia tốc chuyển động ném ngang gia tốc rơi tự B Từ cao so với mặt đất ta tăng độ lớn vận tốc ban đầu vật ném ngang để vật rơi xuống đất nhanh C Trong chuyển động ném ngang, vectơ vận tốc vật đổi phương 10 D Trong chuyển động ném ngang, độ lớn vận tốc vật tăng dần Câu (Sách BT CSTS) Một diễn viên đóng phim phải thực pha hành động điều khiển mô tô nhảy khỏi vách đá cao 50 m Lấy g = 9,8 m/s 2, bỏ qua lực cản khơng khí xem chuyển động mô tô rời vách đá chuyển động ném ngang Để tiếp đất vị trí cách chân vách đá 90 m xe máy phải rời khỏi vách đá với tốc độ A 11,7 m/s Câu B 28,2 m/s C 56,3 m/s D 23,3 m/s Một cậu bé ngồi toa xe chạy với vận tốc khơng đổi ném bóng lên theo phương thẳng đứng Bỏ qua sức cản không khí Quả bóng rơi xuống chỗ nào? A Trước cậu bé Câu B Bên cạnh cậu bé C Đúng chỗ cậu bé D Sau cậu bé (Sách BT CSTS) Một vận động viên sút bóng bầu dục ba lần theo quỹ đạo a, b c hình Bỏ qua lực cản khơng khí Gọi thời gian chuyển động khơng khí bóng bầu dục ba lần sút t a, tb tc Khi so sánh thời gian chuyển động với ba lần sút ta có A.ta = tb= tc B ta < tb < tc C ta > tb > tc D ta + tb = tc Cầu thủ đá bóng bầu dục Đã duyệt Ngày 30/10/2022 Tổ phó chun mơn Nguyễn Văn Ngọc 11